丙烯酸盐喷膜材料的制备与性能研究
发布时间：2021-11-26 04:00
目前,我国公路和铁路隧道的渗漏水问题仍然十分严峻,但现有的隧道防水工程的原料和施工技术水平并不能满足要求。近些年,随着隧道数量和总里程的快速增长,用于隧道防水的材料的需求量越来越大;尤其是在环保要求日益提高的今天,对环境友好型防水材料的需求越来越迫切。为此,我们开发了一种满足隧道防水需求的丙烯酸盐喷膜防水材料和一种具有自修复能力的丙烯酸盐喷膜防水材料,具体研究成果如下:（1）以丙烯酸镁为单体、过硫酸铵为氧化剂、亚硫酸钠为还原剂制备凝胶。发现随单体浓度增加,凝胶拉伸强度、撕裂强度逐渐升高;延伸率逐渐降低;粘结强度变化不大。增加过硫酸铵和亚硫酸钠用量,凝胶时间缩短,同时凝胶强度出现下降,但粘结强度升高。当丙烯酸镁单体浓度为30 wt%,过硫酸铵用量为1.5 wt%,亚硫酸钠用量为0.2 wt%时,可在短时间内凝胶,拉伸强度达到1.53MPa,延伸率358.15%,粘结强度达到2.34 MPa,撕裂强度达到4.55 MPa。（2）通过改变填料的种类和掺量,制备出满足要求的丙烯酸盐喷膜材料,而且可以使其在pH=13的碱性环境中保持性能。研究发现:4000目高岭土和无机盐改性蒙脱土适合于制作丙烯...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
防水板材与喷膜防水材料对比
浙江工业大学硕士学位论文41.3丙烯酸盐喷膜防水材料简介1.3.1成膜原理丙烯酸盐喷膜防水材料是一种由A液、B液共同组成的双组份喷膜防水材料，以水溶性的不饱和羧酸盐单体为主剂，以水为溶剂，加入填料和数种助剂组成喷膜主液。两种组分在喷射过程中发生混合并迅速引发聚合，最终交联成膜。成膜过程通常是一个化学反应的过程，有时会是物理反应—化学反应混合的过程[23]。以氧化剂、还原剂为引发剂，在施工现场通过喷枪喷射，将双组份混合并引发聚合反应，瞬间在防水基底表面形成一层厚度为2～3mm的具有防水和隔离功能的复合材料防水薄膜[24]。具体工艺流程如图1-2所示。图1-2丙烯酸盐喷膜防水材料工艺流程Figure1-2.Processflowofacrylateshot-membranewaterproofingmaterials1.3.2主要原料（1）单体：自行合成。一般是丙烯酸盐的水溶物，是丙烯酸盐喷膜防水材料中最主要的组成物质。（2）引发剂：丙烯酸盐水溶性单体需要使用引发剂来引发聚合。引发剂的种类和用量不但是控制聚合速率的关键，同时也是影响薄膜分子量的重要因素。（3）填料：加入单体之中，用以改善薄膜的力学性能和化学性能，提高其可靠性和稳定性（如减少收缩、提高抗酸碱腐蚀能力）。（4）增塑剂：加入单体之中，能提高聚合物失水后的柔性。（5）助剂：为了获得稳定、耐久和理想的单体和薄膜，会在单体中加入抗菌、防霉、消泡、稳定等助剂。
丙烯酸盐喷膜材料的制备与性能研究7图1-3微胶囊结构[37]Figure1-3.Structureofmicrocapsule[37]微胶囊自修复技术是目前在自修复涂层领域最成熟，也是应用最广泛的技术。将包裹有修复剂的微胶囊预先与聚合物单体或涂层混合均匀，单体或涂层材料受到外界刺激而发生损伤时，胶囊外壳破裂并释放出包裹在内的修复剂，当修复剂与聚合物单体或涂层中的催化剂接触后便会发生固化交联反应，封堵孔隙，对裂纹面进行修补，实现损伤部位的自我修复[39]。何亮[37]等将微胶囊自修复技术应用于道路沥青的自修复研究之中，将一种封装有再生剂的微胶囊掺入沥青混合料中，此再生剂能够使沥青发生软化与活化。沥青路面因遭受外部刺激而产生裂缝，所产生的微裂缝会逐渐扩展漫延至微胶囊处，微裂缝尖端处出现应力集中从而刺破微胶囊，包裹于微胶囊内的再生剂得以释放。释放出的再生剂粘度较低，能够沿微裂纹流动，在毛细作用的推动下向微裂纹两侧渗透扩散。微裂缝壁表面的沥青在接触再生剂后出现软化、融合，最终实现微裂缝的自修复。杨杨等人[40]制备了具有裂缝自修复功能的微胶囊型自修复砂浆。其中以水溶性聚合物A为壁材，以物理膨胀组分B、溶胀性聚合物C、混凝土膨胀剂D和化学性膨胀组分E为芯材，使用的微胶囊采用喷雾滚动造粒的方法制备而成。文章还研究了砂浆中微胶囊的掺量和粒径分布对砂浆基本力学性能的影响，研究结果表明，自修复砂浆的抗压强度会随着微胶囊掺量的增加而降低，当微胶囊掺量为20wt%，选用微胶囊的粒径分布为0.15～4.75mm时，自修复砂浆的抗压强度下降相对较少，且微胶囊产率较高。（2）膨胀堵漏剂膨胀堵漏剂常用于混凝土结构的修补，利用了聚合物和无机矿物吸水后体积增大的原理。在颗粒表面包覆一层可溶于水的外壳，施工前将颗
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于氢键和Diels-Alder键双重网络自修复弹性体的合成与性能[J]. 彭燕,侯雨佳,申巧巧,王辉,李刚,黄光速,吴锦荣. 高分子学报. 2020(02)
[2]新型高温助剂在SBS改性沥青防水卷材浸涂料中的应用研究[J]. 牛海波. 中国建筑防水. 2019(09)
[3]基于Diels-Alder反应的自修复环氧树脂的制备和修复行为[J]. 何霞,王飞,赵翰文,王彦平,冯利邦. 材料研究学报. 2019(08)
[4]渗透结晶型混凝土裂缝自修复材料试验研究[J]. 逄锦伟. 隧道建设. 2015 (S2)
[5]浅谈我国隧道发展史与前景展望[J]. 梅超. 居舍. 2019(18)
[6]近2年我国隧道及地下工程发展与思考（2017—2018年）[J]. 洪开荣. 隧道建设(中英文). 2019(05)
[7]基于可逆共价酰腙键制备海藻酸水凝胶及其pH响应性研究[J]. 侯一凡,王闽颖,付丽华,杨华. 化工新型材料. 2019(05)
[8]中国隧道工程技术发展40年[J]. 严金秀. 隧道建设(中英文). 2019(04)
[9]一步法制备高强度自修复聚丙烯酸/聚烯丙基胺聚电解质水凝胶及其性能研究[J]. 兰军,刘乔,陈重一. 材料导报. 2019(08)
[10]微胶囊型自修复砂浆的制备及其性能优化[J]. 金海东,杨杨,顾春平,金城阳. 混凝土. 2019(03)
本文编号：3519354
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
防水板材与喷膜防水材料对比
浙江工业大学硕士学位论文41.3丙烯酸盐喷膜防水材料简介1.3.1成膜原理丙烯酸盐喷膜防水材料是一种由A液、B液共同组成的双组份喷膜防水材料，以水溶性的不饱和羧酸盐单体为主剂，以水为溶剂，加入填料和数种助剂组成喷膜主液。两种组分在喷射过程中发生混合并迅速引发聚合，最终交联成膜。成膜过程通常是一个化学反应的过程，有时会是物理反应—化学反应混合的过程[23]。以氧化剂、还原剂为引发剂，在施工现场通过喷枪喷射，将双组份混合并引发聚合反应，瞬间在防水基底表面形成一层厚度为2～3mm的具有防水和隔离功能的复合材料防水薄膜[24]。具体工艺流程如图1-2所示。图1-2丙烯酸盐喷膜防水材料工艺流程Figure1-2.Processflowofacrylateshot-membranewaterproofingmaterials1.3.2主要原料（1）单体：自行合成。一般是丙烯酸盐的水溶物，是丙烯酸盐喷膜防水材料中最主要的组成物质。（2）引发剂：丙烯酸盐水溶性单体需要使用引发剂来引发聚合。引发剂的种类和用量不但是控制聚合速率的关键，同时也是影响薄膜分子量的重要因素。（3）填料：加入单体之中，用以改善薄膜的力学性能和化学性能，提高其可靠性和稳定性（如减少收缩、提高抗酸碱腐蚀能力）。（4）增塑剂：加入单体之中，能提高聚合物失水后的柔性。（5）助剂：为了获得稳定、耐久和理想的单体和薄膜，会在单体中加入抗菌、防霉、消泡、稳定等助剂。
丙烯酸盐喷膜材料的制备与性能研究7图1-3微胶囊结构[37]Figure1-3.Structureofmicrocapsule[37]微胶囊自修复技术是目前在自修复涂层领域最成熟，也是应用最广泛的技术。将包裹有修复剂的微胶囊预先与聚合物单体或涂层混合均匀，单体或涂层材料受到外界刺激而发生损伤时，胶囊外壳破裂并释放出包裹在内的修复剂，当修复剂与聚合物单体或涂层中的催化剂接触后便会发生固化交联反应，封堵孔隙，对裂纹面进行修补，实现损伤部位的自我修复[39]。何亮[37]等将微胶囊自修复技术应用于道路沥青的自修复研究之中，将一种封装有再生剂的微胶囊掺入沥青混合料中，此再生剂能够使沥青发生软化与活化。沥青路面因遭受外部刺激而产生裂缝，所产生的微裂缝会逐渐扩展漫延至微胶囊处，微裂缝尖端处出现应力集中从而刺破微胶囊，包裹于微胶囊内的再生剂得以释放。释放出的再生剂粘度较低，能够沿微裂纹流动，在毛细作用的推动下向微裂纹两侧渗透扩散。微裂缝壁表面的沥青在接触再生剂后出现软化、融合，最终实现微裂缝的自修复。杨杨等人[40]制备了具有裂缝自修复功能的微胶囊型自修复砂浆。其中以水溶性聚合物A为壁材，以物理膨胀组分B、溶胀性聚合物C、混凝土膨胀剂D和化学性膨胀组分E为芯材，使用的微胶囊采用喷雾滚动造粒的方法制备而成。文章还研究了砂浆中微胶囊的掺量和粒径分布对砂浆基本力学性能的影响，研究结果表明，自修复砂浆的抗压强度会随着微胶囊掺量的增加而降低，当微胶囊掺量为20wt%，选用微胶囊的粒径分布为0.15～4.75mm时，自修复砂浆的抗压强度下降相对较少，且微胶囊产率较高。（2）膨胀堵漏剂膨胀堵漏剂常用于混凝土结构的修补，利用了聚合物和无机矿物吸水后体积增大的原理。在颗粒表面包覆一层可溶于水的外壳，施工前将颗
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于氢键和Diels-Alder键双重网络自修复弹性体的合成与性能[J]. 彭燕,侯雨佳,申巧巧,王辉,李刚,黄光速,吴锦荣. 高分子学报. 2020(02)
[2]新型高温助剂在SBS改性沥青防水卷材浸涂料中的应用研究[J]. 牛海波. 中国建筑防水. 2019(09)
[3]基于Diels-Alder反应的自修复环氧树脂的制备和修复行为[J]. 何霞,王飞,赵翰文,王彦平,冯利邦. 材料研究学报. 2019(08)
[4]渗透结晶型混凝土裂缝自修复材料试验研究[J]. 逄锦伟. 隧道建设. 2015 (S2)
[5]浅谈我国隧道发展史与前景展望[J]. 梅超. 居舍. 2019(18)
[6]近2年我国隧道及地下工程发展与思考（2017—2018年）[J]. 洪开荣. 隧道建设(中英文). 2019(05)
[7]基于可逆共价酰腙键制备海藻酸水凝胶及其pH响应性研究[J]. 侯一凡,王闽颖,付丽华,杨华. 化工新型材料. 2019(05)
[8]中国隧道工程技术发展40年[J]. 严金秀. 隧道建设(中英文). 2019(04)
[9]一步法制备高强度自修复聚丙烯酸/聚烯丙基胺聚电解质水凝胶及其性能研究[J]. 兰军,刘乔,陈重一. 材料导报. 2019(08)
[10]微胶囊型自修复砂浆的制备及其性能优化[J]. 金海东,杨杨,顾春平,金城阳. 混凝土. 2019(03)
本文编号：3519354
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